EP0942387A1 - Procédé et système de lecture multiple d'un ensemble dynamique d'étiquettes - Google Patents
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- EP0942387A1 EP0942387A1 EP99400567A EP99400567A EP0942387A1 EP 0942387 A1 EP0942387 A1 EP 0942387A1 EP 99400567 A EP99400567 A EP 99400567A EP 99400567 A EP99400567 A EP 99400567A EP 0942387 A1 EP0942387 A1 EP 0942387A1
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- G06K7/0008—General problems related to the reading of electronic memory record carriers, independent of its reading method, e.g. power transfer
Definitions
- the invention relates to a reading method. of a dynamic set of labels with synchronization of communications between the device interrogator (also called reader) and labels can enter or leave the field at random electromagnetic emitted by the interrogating device.
- the device interrogator also called reader
- the invention also relates to a system implementing this process.
- the invention applies to all transactions between an interrogator system and answering systems which we do not know, a priori, not the number. In particular, it finds applications in the area of recognition of individuals badge holders, or in the field of accounting and control of carrier objects labels such as luggage at airports, goods in a store, or even products in a production line.
- Some of these methods offer a reissue of the label code after a time random specific to each label, when there is collision detection of messages sent simultaneously by labels.
- the object of the invention is precisely to remedy the disadvantages of the techniques mentioned previously and avoid any confusion due to the arrival of a label in an interrogating field during a read cycle.
- the method and system of the invention make it possible to manage arrivals asynchronous labels during a read cycle (or scan cycle) or during any exchange of data between the interrogator and labels already present in the interrogator field.
- the invention relates a process for multiple reading of a dynamic set radio frequency labels each with a code separate identification, each label can randomly entering or leaving a field electromagnetic emitted by an interrogating device during a code reading sequence identification.
- This process is characterized by the fact that it consists of an exchange, between the device interrogator and the label just entering the electromagnetic field during the sequence of the read code, synchronization information which gives this new label permission to send data.
- each label has a type code characteristic of the label, issued by the label to the device interrogator, when said label has permission to send data.
- the interrogating device will trigger a specific exchange protocol with the label.
- This type code must include a bit at 1 for signify the presence of the corresponding label, the interrogator.
- synchronization information consists of at least a specific message sent by the device interrogator so as to signify to the new label that it can, upon receipt of this message, send data.
- the interrogator has indeed a set of coded messages including said message specific. These messages correspond to orders or data suitable for transmission to labels without risk of confusion.
- the label entering the field electromagnetic is in an inactive state; synchronization information then consists of a signal emitted by the interrogating device and intended to put the label in an active state, in which it is able to receive and transmit data.
- each label can have a first reading lever (9) allowing the update of the number of labels by the interrogating device; it can include also a label selection toggle (6) allowing dialogue only between the label selected and the interrogator.
- the interrogator device comprises additional modulation means intended for sending messages and labels include each of the means for demodulating these messages. These messages are those defined above.
- each label comprises a rocker of synchronization able to activate, upon receipt of a synchronization signal from the device interrogator.
- the process of the invention precisely allows to read the identification codes of a plurality of labels entering and leaving asynchronously from electromagnetic field of the reader, by synchronizing communications between the reader and the labels.
- FIG 2 there is shown schematically the functional diagram of a sequence reading with updating a plurality of labels.
- This functional diagram contains everything first a phase 30 of initialization of the entire reading system.
- a step 32 then consists in apply the reading algorithm with assignment of a serial number, as more fully described specifies, in the French patent application filed this day by the plaintiff and entitled "process and system for reading a dynamic set of labels with separate identification codes ". order numbers are then entered in the form of a list.
- the process then continues with a step 34 of checking the serial numbers of the current list and management of these serial numbers.
- a test 36 then consists in checking whether new labels not yet listed are recently entered the electromagnetic field. Yes that's the case then a read algorithm with assignment of a serial number is carried out at step 38; this algorithm is identical to that of step 32. At the end of this step, the number of labels N4 present at the end of the update cycle is equal to number N2 of labels present after verification, plus the number N3 of recently arrived labels, minus recently removed labels.
- the number N4 of labels present at the end of the update cycle is equal to number N2 of labels present after verification.
- the label selection protocol among N labels rests on the opening of a transmission channel between the interrogator and a label among the N labels present in the electromagnetic field.
- the interrogator issues the address of the label.
- This address can be, for example, identification code or number order of the label.
- the start of sequence message is thus encrypted with the binary data to be sent (i.e. identification code or number order).
- Another example of a coded message comprising binary data is the following: EMM L1 LO LO L1 ESP L1 L1 LO LO L1 LO LO L1, in which the first bit is the least significant bit, and where the EMM command means "emission of a memory word” and the ESP command which means "emission of a parameter separator”.
- This example represents a write command in the memory word 9 of the data C9h.
- Figure 3 shows the architecture of a label.
- Each label has means electromagnetic transmission 14 as well as electronic modulation means 1 and means demodulation electronics 2 which allow it to communicate binary information to the interrogation device or to receive information from this interrogator.
- Each label can also contain electronic means 4 for recovering energy, as well as electronic means 3 for extraction clock.
- each label includes electronic sequencing means 5 which allow a sequence of actions to be sequenced undertake based on messages received from interrogating device; it also includes storage means 13, organized in two zones: a write-protected storage area 13a and reserved for the storage of the identification code and a area 13b for saving modifiable information.
- serial number counter NOC referenced 10
- This CNO sequence number counter is initialized zero at the start of the reading sequence.
- a register of RNO serial numbers, referenced 11, is also connected to the sequencer 5.
- This register of RNO serial numbers allows save in memory the serial number of the label as calculated during the sequence of reading. This order number allows a more transaction fast between label and interrogator in the rest of the process and, in particular, in the verification sequence.
- This RNO register is set to zero at label initialization or in case device read error code interrogator.
- This down counter 12 is decremented during the sequence of search for code, as many times as there are of labels being read.
- This down counter 12 is assigned to the value of the CNO counter, at each start of scan cycle (or reading sequence). When value reached 1, the label understands that it is at its turn to emit the weight of the current bit rank of its identification code.
- This DNO downcounter remains at "0" until the end of the bit rank scan cycle.
- each of these modules exchanges information with the sequencer 5.
- each of the flip-flops receives two input signals from reset (R) and reset (S); the counter serial number receives an increment instruction (INC) and a reset instruction (RESET) sequencer; the register of sequence numbers 11 and the order number counter 12 receive each, from sequencer, a memorization instruction (STR) and a reset instruction (RESET).
- FIG 4 there is shown schematically the architecture of a device interrogator as used in the invention.
- This interrogator device includes means electromagnetic transmission 15 as well as electronic means of modulation 16 and of demodulation 17 which allow it to communicate binary information to all labels, or receive information from them.
- This interrogation device comprises, by elsewhere, electronic sequencing means 18, also called sequencer, which have the role of sequence a sequence of actions to be undertaken in function of messages received from labels.
- These storage means 21 include, among other things, a list codes currently being read. This list of codes currently being read already read is a memory zone where the interrogator stores the codes in progress or the codes already read. This storage is dynamic, in the sense that a label can at any time leave the interrogator's field or enter it. he it is therefore possible to insert or delete items (i.e. codes) from this list.
- the sequencer 18 is, moreover, connected to a CNE label number counter, 19, as well as a RNE label number register, 20. As shown in FIG. 4, the sequencer 18 exchanges information with the number of labels counter 19 and the register of the number of labels 20: the counter number of labels 19 receives, from the sequencer 18, INC increment and reset instructions RESET; register 20 receives an instruction from STR memorization and a reset instruction RESET, from sequencer 18.
- the method of the invention consists of the emission, by the interrogation device, signal synchronization for the coming label to enter the interrogator field (or field electromagnetic).
- This synchronization signal allows activate the capabilities of the label to interpret messages from the interrogator.
- a synchronization signal is issued each once a read command, single or multiple, is sent by the interrogator. This signal allows you to unlock the interpretation of messages coming from the interrogator by a label recently remotely powered, i.e. a label just entering the electromagnetic field.
- the process synchronization is a signal, which allows a exchange, between the interrogator and the labels, of messages also containing data in pure binary; the efficiency of the exchanges, in terms of transmission is improved.
- This second embodiment requires additional material means. These means additional have been shown in Figures 3 and 4 in dotted lines.
- each label in this second mode of the invention, further comprises flip-flops 6 to 9, a BSY flip-flop for storing a synchronization signal.
- This flip-flop is in the inactive state at when the electronics of the the label, i.e. when the label enters in the electromagnetic field. It goes to a state active when the label receives the signal from synchronization sent by the interrogator device.
- this state remains permanent until the label is switched off, which corresponds to the removal of the label outside the remote power field.
- each label further comprises a synchronization signal demodulation circuit, referenced 16 in FIG. 3.
- the interrogator device has a function of additional modulation, dedicated to the transmission of synchronization signal.
- This modulation is represented by module 22 on the figure 4.
- the identification code must be long enough to ensure uniqueness of the code associated with each label, the length of this code essentially dependent on the application.
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Abstract
Description
- une mémoire de stockage d'informations en lecture et en écriture ;
- une bascule d'invalidation momentanée ; et
- une bascule d'inhibition cyclique.
- La figure 1 représente schématiquement un exemple de champ électromagnétique dans lequel une nouvelle étiquette vient d'entrer ;
- la figure 2 représente schématiquement le diagramme fonctionnel d'une séquence de lecture avec mise à jour des informations ;
- la figure 3 représente schématiquement l'architecture d'une étiquette ; et
- la figure 4 représente schématiquement l'architecture du dispositif interrogateur.
- premier mode : les données binaires émise par l'interrogateur sont codées avec des motifs de messages n'interférant jamais avec les commandes de l'interrogateur ;
- second mode : les étiquettes, après leur mise sous tension, attendent un signal particulier de la part de l'interrogateur, pour activer leur capacité d'interprétation des messages émis par l'interrogateur.
EMM L1 LO LO L1 ESP L1 L1 LO LO L1 LO LO L1,
dans lequel le premier bit est le bit le moins significatif, et où la commande EMM signifie "émission d'un mot mémoire" et la commande ESP qui signifie "émission d'un séparateur de paramètre". Cet exemple représente une commande d'écriture dans le mot mémoire 9 de la donnée C9h.
- lire les codes d'identification contenus dans les étiquettes ; et
- maintenir à jour en permanence la liste des étiquettes présentes dans le champ électromagnétique.
- début de séquence de lecture multiple (DSLM) : cette commande de début de séquence de lecture a pour rôle de démarrer la séquence de lecture d'un code parmi n codes non encore lus, avec n ≤ N, où N est le nombre total d'étiquettes. Dans le cas présent, le dispositif interrogateur termine cette séquence de lecture, soit par un message de début de séquence de lecture multiple, soit par un message de lecture de code erronné. Ces deux acquittements permettent de gérer la mise à jour automatique du numéro d'ordre. En ce qui concerne l'étiquette, cet ordre est pris en compte si elle a bien reçu un ordre de "début de comptage" et si elle n'est pas momentanément inhibée jusqu'à la fin du cycle. L'étiquette termine le cycle soit en s'inhibant momentanément, si une étiquette de numéro d'ordre supérieur est en cours de lecture, soit en testant si la transmission complète de son code d'identification vers le dispositif interrogateur a été correcte ou non.
- Lecture code erroné (LCE) :
ce message de lecture de code erroné est envoyé par le dispositif interrogateur vers les étiquettes dans le cas où une mauvaise transmission aurait perturbé la lecture d'un code. Ce message permet de gérer correctement les bascules d'inhibition des étiquettes ainsi que les compteurs de numéros d'ordre. - Lecture d'un "0" (L0) :
ce message de lecture d'un "0" est retourné quand le dernier bit envoyé par les étiquettes est un zéro, pendant l'exécution de deux commandes particulières. Ce message est utilisé par le protocole de lecture multiple ainsi que par le protocole de vérification de la liste. - Lecture d'un "1" (L1) :
ce message de lecture d'un "1" est retourné quand le dernier bit envoyé par les étiquettes est un "1", pendant l'exécution de deux commandes particulières. Ce message est utilisé par le protocole de lecture de cycle ainsi que par le protocole de vérification de la liste. - Début de comptage (DC) :
la commande de début de comptage permet aux étiquettes d'initialiser leurs compteurs de gestion automatique des numéros d'ordre, puis de prendre en compte certains messages afin d'incrémenter ces compteurs de numéros d'ordre. Cette commande met l'étiquette dans un état actif permanent jusqu'à l'inhibition cyclique de ladite étiquette. - Fin comptage (FC) :
la commande de fin de comptage termine le cycle de comptage. Les numéros d'ordre restent alors figés jusqu'au prochain cycle de comptage. - Lecture simple (LS) :
la commande de lecture simple active une étiquette afin qu'elle émette, en retour, son code d'identification complet vers le dispositif interrogateur. Cette émission se fait à condition que le bit d'inhibition cyclique ne soit pas activé, c'est-à-dire si l'étiquette n'a pas déjà été lue ou vérifiée pendant le cycle de lecture en cours. Si plusieurs étiquettes sont dans ce cas, alors elles vont émettre simultanément et le dispositif interrogateur verra son code lu erronné par vérification de l'information de calcul cyclique de détection d'erreur CRC (en termes anglosaxons : Cyclic Redundancy Checking). Il pourra réagir en conséquence. - Test de présence (TP)
la commande de test de présence est prise en compte par les étiquettes dont le bit d'inhibition cyclique n'est pas encore actif. Dans ce cas, l'étiquette renvoie un message du type bit à "1" pour indiquer sa présence. L'interrogateur peut ainsi savoir à tout moment du cycle de comptage s'il y a des étiquettes encore non lues, présentes dans son champ interrogateur. Afin de gérer plusieurs types d'étiquettes, l'étiquette émet un code de type (par exemple sur quatre bits) avec, par exemple, toujours le premier bit à 1 afin d'indiquer sa présence. Le dispositif interrogateur réagit en conséquence du code de type lu. - Début de vérification de la liste (DVL) :
cette commande demande aux étiquettes qui ont déjà été lues une première fois au moins et qui sont encore présentes dans le champ électromagnétique, de répondre présent à l'appel de leur numéro d'ordre. Cette commande balaye les numéros d'ordre en réémettant un message de lecture d'un "0" ou le lecture d'un "1" après que l'étiquette correspondante au numéro d'ordre courant n'ait pas répondu ou ait répondu par l'émission d'un "1". Ces messages cadencent l'incrémentation automatique du numéro d'ordre, au cours de la vérification du compteur situé à l'intérieur de chaque étiquette qui n'a pas encore répondu. Lorsqu'une étiquette a répondu, elle inhibe son bit de cycle de comptage et mémorise le numéro d'ordre courant qui devient son propre numéro d'ordre. - Fin de vérification de la liste (FVL) :
le message de fin de vérification de la liste signifie que le compteur et le registre de numéro d'ordre sont figés. - Lecture code correct (LCC) :
ce message indique à l'étiquette qui a envoyé son code que celui-ci a été correctement reçu par le dispositif interrogateur. Il permet de gérer le problème de frontière du champ électromagnétique de l'interrogateur ; il permet aussi aux autres étiquettes non encore lues ou vérifiées de gérer l'incrémentation de leur compteur de numéro d'ordre.
- Sélection d'une étiquette (SE) :
ce message indique à une étiquette présente que l'interrogateur veut échanger des données avec elle. Son numéro d'ordre sert d'adresse. Le dispositif interrogateur envoie cette commande SE suivie du numéro d'ordre de l'étiquette à contacter. Ceci correspond en fait à l'ouverture d'un canal. Toute commande ultérieure de lecture/écriture ne sera interprétée que par cette étiquette et ce, jusqu'à sa désélection (ou fermeture du canal). Le message envoyé est alors SE NO, où NO est le numéro d'ordre de l'étiquette à contacter. - Déselection d'une étiquette (DE) :
ce message de "désélection d'une étiquette" permet d'indiquer à l'étiquette avec laquelle dialogue l'interrogateur, que le canal de communication va être fermé. Ainsi l'étiquette ne prendra plus en considération les nouvelles commandes de lecture/écriture définies ci-dessous (par exemple : LMM, EMM, LME, etc). Le message envoyé est alors DE NO. - Lecture d'un mot mémoire (LMM) :
cette commande permet à l'interrogateur de lire un mot mémoire contenu dans l'étiquette sélectionnée. Elle est suivie par le numéro du mot mémoire que l'interrogateur veut lire. Le message envoyé est alors LMM NMM, où NMM est le numéro du mot mémoire. - Ecriture d'un mot mémoire (EMM) :
cette commande permet à l'interrogateur d'écrire un mot mémoire contenu dans l'étiquette sélectionnée. Elle est suivie par le numéro du mot mémoire que l'interrogateur veut lire ainsi que par la valeur du mot mémoire. Le message peut être le suivant : EMM NMM ESP DATA, où ESP est un message de séparation et DATA la valeur des données binaires. - Lecture mot d'état (LME) :
cette instruction permet de lire le mot d'état. Ce mot d'état de l'étiquette est constitué par les bits d'état et du registre du numéro d'ordre. - Lecture code d'identification (LCI) :
l'instruction de lecture de code d'identification permet de lire le code d'identification de l'étiquette. - Lecture type d'étiquette (LTE) :
l'instruction de lecture du type d'étiquette permet de lire le type de l'étiquette en cours d'identification. Le type d'étiquette est défini, par exemple, par un mot de 32 bits et par les champs suivants : la longueur en bits du code d'identification en puissance de 2 ; le mode lecture seule ou lecture/écriture sur un bit ; la longueur du registre de numéro d'ordre en puissance de 2 sur 4 bits ; le nombre de mots mémoire en lecture/écriture sur 8 bits ; la longueur du mot mémoire en nombre de bits sur 8 bits ; et 3 bits de réserve, ou encore la tension du protocole, etc. - Lecture des compteurs/décompteurs (LCD) :
cette instruction permet de lire les contenus des compteurs et des décompteurs en vue d'un test. - Emission d'un séparateur de paramètre (ESP) :
cette instruction permet de séparer les différents paramètres émis à la suite d'une commande puisque ce sont des suites des messages "L0" et "L1". - Inhibition définitive d'écriture (IEM) :
la commande d'inhibition définitive d'écriture dans une zone mémoire permet d'interdire définitivement toute écriture, dans la zone mémoire indiquée, à la suite de cette commande. Le message envoyé peut alors être IEM NMM.
- un bloc de bits contenant le code d'identification de l'étiquette ; et
- un bit à "1" pour indiquer sa présence ou la présence d'un bit à "1" dans son code, ou aucun message émis si son bit est à "0" (ou si elle est absente).
- une bascule de première lecture BPL, référencée 9, qui indique à la logique de l'étiquette si elle doit répondre à une commande de lecture de code ou de vérification de présence ;
- une bascule d'invalidation ou d'inhibition momentanée BIM, référencée 8, qui indique l'état de l'étiquette au cours d'une séquence de lecture multiple ;
- une bascule d'inhibition de cycle BIC, référencée 7, qui indique si l'étiquette a déjà été lue et identifiée auparavant dans le cycle en cours ;
- une bascule de sélection d'une étiquette BSE, référencée 6, qui indique si l'étiquette a été sélectionnée pour dialoguer avec l'interrogateur. Cette bascule est active entre les deux commandes "sélection d'une étiquette" (SE) et "désélection d'une étiquette" (DE) concernant cette étiquette. Elle permet, à l'étiquette, de répondre également au jeu de commandes supplémentaires qui ont été décrites précédemment.
- 00K : arrêt momentané de la porteuse, sans pénaliser la téléalimentation.
- PCM : envoi d'un arrêt particulier ("break", en termes anglosaxons).
- FM : émission d'une sous porteuse particulière.
- etc.
Claims (9)
- Procédé de lecture multiple d'un ensemble dynamique d'étiquettes RF munies chacune d'un code d'identification distinct, chaque étiquette pouvant entrer ou sortir de façon aléatoire d'un champ électromagnétique (C) émis par un dispositif interrogateur (L) pendant une séquence de lecture des codes d'identification, caractérisé en ce qu'il consiste en un échange, entre le dispositif interrogateur (L) et une étiquette (E2) venant d'entrer dans le champ électromagnétique pendant une séquence de lecture des codes, d'une information de synchronisation qui donne à cette nouvelle étiquette la permission d'émettre des données.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque étiquette comporte un code de type caractéristique de l'étiquette, émis par l'étiquette vers le dispositif interrogateur, lorsque ladite étiquette a la permission d'émettre des données.
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'information de synchronisation consiste en au moins un message spécifique émis par le dispositif interrogateur pour signifier à la nouvelle étiquette qu'elle peut, dès réception de ce message, émettre des données.
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étiquette entrant dans le champ électromagnétique étant dans un état inactif, l'information de synchronisation consiste en un signal émis par le dispositif interrogateur et destiné à mettre l'étiquette dans un état actif, dans lequel elle est apte à recevoir des messages et émettre des données.
- Système de lecture multiple d'un ensemble dynamique d'étiquettes pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, les étiquettes et le dispositif interrogateur comprenant chacun des moyens émetteurs/récepteurs de signaux (1, 2, 14, 15, 16, 17) et une mémoire de code d'identification (13a, 21), caractérisé en ce que le dispositif interrogateur comporte un compteur de nombre d'étiquettes (19) et un registre de mémorisation du nombre d'étiquettes (20) ;
et en ce que chaque étiquette comporte :une mémoire de stockage d'informations en lecture et en écriture (13b) ;une bascule d'invalidation momentanée (8) ;une bascule d'inhibition cyclique (7). - Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque étiquette comporte une bascule de première lecture (9) permettant la mise à jour du nombre d'étiquettes par le dispositif interrogateur.
- Système selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en en ce que chaque étiquette comporte une bascule de sélection d'étiquette (6) permettant un dialogue uniquement entre l'étiquette sélectionnée et le dispositif interrogateur.
- Système selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le dispositif interrogateur comporte des moyens (22) de modulation complémentaires, destinés à l'émission de messages et en ce que les étiquettes comportent chacune des moyens de démodulation (16) de ces messages codés.
- Système selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que chaque étiquette comporte une bascule de synchronisation (15) apte à s'activer à réception d'un signal de synchronisation émis par le dispositif interrogateur.
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